杭州某化纤厂太阳能热水控制系统设计

摘 要

太阳能作为取之不尽，用之不竭的绿色可再生能源，随着工业技术以及科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，其在人类生产和生活中所占的地位越来越重。现在不管是没在生活用水还是在生产用水方面，太阳能热水系统的应用已经越来越多。特别的一些发达国家，使用的比例达到百分之九十以上。

本文所设计的太阳能热水系统是智能化太阳能系统。利用了温度传感器、水位传感器、单片机等以及电磁阀、水泵等执行部件，使整个系统呈现智能化控制。详细介绍了基于单片机的太阳能热水系统自动控制系统组成、硬件设计和软件设计。该系统以单片机为核心部件, 采用强迫温差跟踪循环方式充分利用太阳能进行加热, 并弥补太阳能自身不足而及时提供辅助能源补充加热,通过智能控制实现全天候不间断提供热水。同时在使用过程中安全性、可靠性、智能化程度都相当高。

关键词： 单片机；传感器；太阳能热水系统；智能控制；温差跟踪循环

目 录

摘 要 II

1  绪 论 1

2  太阳能热水系统的设计概况 2

2.1  设计说明 2

2.2  用户对系统构成和性能的要求 2

2.3  设计概况 2

2.4  主要设备 3

2.4.1 集管集热器 3

2.4.2 不锈钢水箱 4

2.4.3 水泵 5

2.4.4 辅助加热 5

2.4.5 控制柜 5

2.5  重要计算及说明 6

2.5.1 集热器倾角与采光面积校核计算 6

2.5.2 支撑强度 7

2.5.3 集热器风荷载 7

3  强制循环太阳能热水系统设计原理及运行分析 9

3.1  系统设计 9

3.2  运行原理分析 9

3.3  系统运行简介 10

3.3.1 集热运行模式 10

3.3.2 辅助功能 11

3.3.3 保护 11

3.4  大面积真空管集热器的调试和运行中存在的问题 11

4  太阳能智能控制系统的设计 13

4.1  智能控制系统的要求 13

4.1.1 控制系统的主要功能 13

4.1.2 系统的组成及检测控制点分布 13

4.1.3 系统控制模式设计 14

4.2  系统硬件设计 14

4.2.1 系统硬件结构 14

4.2.2 主控芯片简介 16

4.2.3 控制系统主要电路设计 22

4.3  系统软件设计 29

4.3.1 主程序 29

4.3.2 设装载子程序 30

4.3.3 温差跟踪循环子程序 31

4.3.4 测水量软件流程 32

4.4  计算机集中监控系统 32

5  结 论 33

致 谢 34

参考文献 35

附录 36